Triumph und Trumpf der Seltenerdmetalle

Auch der Erbium-Laser, genauer der Erbium:YAG-Laser, macht in der Dermatologie Furore; seine Emissionswellenlänge liegt bei 2940 nm. Diese stimmt mit dem Absorptionsmaximum des Zellwassers überein. Beim kontrollierten Abtragen kleiner Hautläsionen kommt es zu einem begrenzten thermischen Effekt. Die abgelösten Hautzellen verdampfen explosionsartig. Krebsartige Hautzellen könnten dabei in die Blutbahn eindringen und Metastasen bilden - deshalb ist im Zweifelsfall zuvor eine Biopsie angeraten. Der Erbium-Laser dürfte neben dem Entfernen von gutartigen Hautveränderungen wie Alterswarzen, Fibromen, Keratosen überall dort seinen Einsatz finden, wo welke Weibchen und faltige Altknaben das Bedürfnis haben, sich entknittern zu lassen.

Erbium-dotierte Lichtwellenleiter können übertragene Lichtsignale optisch verstärken. Der Vorteil: eine elektrische Signalverstärkung kann entfallen. Und Spuren von Erbium färben Gläser und Emaille rosarot. Erbium übernimmt auch das Aktivieren der Leuchtstoffe in Farbbildröhren.

Kommen wir zum "Neuen Zwilling", dem Neodym. Mit dem Neodym-Laser, genauer dem Nd:YAG-Laser, behandelt der Dermatologe Hämangiome, also Blutschwämme, da die Wellenlänge vom roten Hämangiomgewebe gut absorbiert wird und nur schlecht vom Wasser, das ein wesentlicher Bestandteil der umliegenden Gewebe ist. In der Augenheilkunde findet der Nd-Laser seinen Einsatz zur Perforation der Regenbogenhaut (Iridotomie), und zwar im Rahmen einer Glaukomerkrankung, dem Grünen Star. Eine Domäne des Nd-Lasers ist die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mit Ultraschall an heißen oder bewegten Teilen. Zunehmende Bedeutung gewinnt der Nd-Laser in der Ramanspektroskopie; hier nutzt man den Raman-Effekt. Der beruht auf der Wechselwirkung des Laserlichtes mit der Materie.

Mit der Neodym-Eisen-Borverbindung Nd2Fe14B lassen sich die leistungsstärksten Dauermagnete der Welt bei kleinstem Volumen herstellen. Ein handtellergroßer Neodyn-Magnet entwickelt etwa die gigantische 600fache Haftkraft seines eigenen Gewichts. Über 300 kg sind das! Leichtsinniger Umgang mit den Magnetgiganten beschert eine unerwartete Quetschgefahr für Hand und Finger. Diese Supermagnete nutzt man in Kernspintomographen, für Mikromotoren und Linearmotoren aller Art, in Windkraftanlagen und hochwertigen Lautsprechern.

Neodymsalze färben Emaille und Porzellan, Neodym Nd2O3 vermag Gläser zu färben. Diese zeigen scharfe Absorptionsbande, deswegen nutzt man sie in der Astronomie zum Kalibrieren.

Alleine betrachtet ist der "lauchgrüne Zwilling" der Lanthanoide, nämlich Praseodym, paramagnetisch. In der Legierung mit Chrom entsteht aber ein starker Dauermagnet. Im Verein mit Magnesium ergibt sich eine hochfeste Legierung für Flugzeugmotoren. Schließlich färben Praseodymverbindungen Augenschutzgläser grün und verbessern die UV-Absorption beim Schweißen.

Einige typische Anwendungen für die Seltenerdmetalle sind weiter oben beschrieben. Es ist fast unmöglich, alle industriellen Applikationen der Seltenerdmetalle durchzudeklinieren, um alle vielfältigen Einsatzmöglichkeiten zu erfassen. Setzen wir uns zum Abschluß in Gedanken in ein modernes Automobil, das bis zu 20 kg an Seltenerdmetallen enthalten kann. Gönnen wir uns einen Panoramablick:

Lanthanoide umzingeln uns in vielen Fahrzeugkomponenten. So stecken in den verschiedenen Antrieben Nd, Pr, Dy und Tb; im Navi-Bildschirm Eu, Y und Ce. UV-absorbierende Glasscheiben enthalten Ce, ebenso enthält die Politur für Scheiben und Spiegel Ceroxid. Nickel-Metallhybridbatterien enthalten Ce und La. Im Dieselzusatz verbergen sich Ce und La, in Elektromotoren Ce, Nd und La, in Sensoren Y. Im Glas für die Scheinwerfer steckt Nd. Und schließlich stabilisiert Cerdioxid den keramischen Katalysatorträger aus Aluminiumoxid.

In dem Maße wie wir in den nächsten Jahrhunderten die Kontinente von Seltenerdmetallen "säubern", füllen sich damit feinverteilt die Ozeanböden. Seltenerdmetalle verkommen dann zu "Seltenwassermetallen". Nichts geht im Kreislauf der Natur verloren. Wesentlich rasanter erleidet Silber dieses Abbauschicksal durch die Menschheit. Die Zukunft liegt im maritimen Bergbau.

Es gibt drei Fan-Gruppen der Seltenerdmetalle. Da wären diejenigen, die an Aktien entsprechender Unternehmen partizipieren wollen. Sie sind gut aufgehoben bei der australischen Arafura WKN 787896 und/oder Lynas Corporation Ltd. WKN 871899. Dann gibt es die ewig Physischen, die Seltenerdmetalle sogar bei sich daheim "einkellern" wollen. Dazu rate ich ab, denn Seltenerdmetalle sind viel zu reaktiv gegenüber der Umwelt. Recht problematisch halte ich den Kauf nebst Fremdeinlagerung. Und dann gibt es noch naturwissenschaftlich Interessierte, die sich am Anblick der "Raren Elemente" ergötzen - hermetisch eingeschlossen in Ampullen. Da gibt es eine Firma in Wien, die u.a. sämtliche Seltenerdmetalle in einem Set anbietet.

Lassen wir zum Schluß das Fähnlein der 17 Aufrechten vorbei defilieren: Sc Scandium, Y Yttrium, La Lanthan, Ce Cer, Pr Praseodym, Nd Neodym, Pm Promethium, Sm Samarium, Eu Europium, Gd Gadolinium, Tb Terbium, Dy Dysprosium, Ho Holmium, Er Erbium, Tm Thulium, Yb Ytterbium, Lu Lutetium. Aus Spaß können Sie sich die Reihenfolge und Kürzel der Seltenerdmetalle durch unsinnige Merksätze einprägen. Mein Beispiel: Schwacher Yen Laesst Cents Praktisch Neidlos Postmodern Smart - Europäisch Gadolieren. Und weiter: Tobias Dyarrhöe-Hose Erbt Tom - Yb Lutecia.


© Hans-Jörg Müllenmeister